机车减震弹簧计算机测试系统研究与开发
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摘要
机车行走减震弹簧是确保铁路机车安全平稳运行的重要装备之一。其性能的好坏,直接影响机车运行的稳定性。针对机车行走减震弹簧的性能对于机车安全平稳运行的重要性,同时根据中国南车集团戚墅堰机车车辆厂对DF4型内燃机车的外簧、中簧、内簧机车行走减震弹簧的检验工艺要求,本论文研究开发了“机车减震弹簧计算机测试系统”。此系统以计算机为核心,采用PLC控制技术、检测技术、计算机监测技术等技术手段,对机车减震弹簧的性能参数进行自动检测。
在研究开发“机车减震弹簧计算机测试系统”过程中,根据机车行走减震弹簧的检测工艺及参数要求,对测试系统的总体方案进行了论证和设计。具体进行了以下几个方面的工作:
1.确定了由PLC和计算机组成数据采集与监控系统。
2.完成了系统硬件的设计,主要包括PLC硬件电路设计和辅助电路设计。
3.完成了系统软件的设计,包括PLC控制、数据采集、数据处理等程序。
4.对测试数据误差进行了详细的分析,确定了系统的综合精度以及弹簧刚度回归方程的显著性。
系统各项功能指标经广州计量局的检测,均达到了预定目标,表明本系统检测方法是正确的,整个系统的设计是成功的。在铁路系统弹簧产品性能检测中,该系统无论是操作性能还是测试精度上,都具有较高的先进性。
The shock absorber springs used in locomotives is one of the key parts for assuring the locomotives to move smoothly. The stability of locomotives depends on the quality of the shock absorber springs .To control the quality of the springs, based on the technical standards and the requirements of the shock absorber springs used in locomotives of models DF4(Manufactured by Qishuyan Locomotive & Rolling Stock Works, a big enterprise under China South Locomotive & Rolling Stock Industry (Group) Cooperation), " Computer testing system for the shock absorber spring of locomotives " is developed, it is composed of computer, Programmable Logic Controller、measurement system etc. and the parameters of the springs are measured automatically.
In the course of development, according to the parameters required by the springs, the whole system scheme has been designed. The main developments include as following:
1. The PLC and computer is adopted for achieving data collection and monitoring.
2. The design of system hardware include the PLC and the accessorial circuits.
3. The design of system software which contains PLC control、data collection and data processing programs.
4. Synthetic precision of this system are determined after a detailed error analysis of testing data.
Testing results obtained by Guangzhou Institute of Measuring and Testing Technology indicate that the functional performance of the system has met the expected requirements. These results also show that the testing method is effective and the design of the whole system is successful. The operation performance and precision of this system is proved with advancement in the testing of Railway-orientated products.
在研究开发“机车减震弹簧计算机测试系统”过程中,根据机车行走减震弹簧的检测工艺及参数要求,对测试系统的总体方案进行了论证和设计。具体进行了以下几个方面的工作:
1.确定了由PLC和计算机组成数据采集与监控系统。
2.完成了系统硬件的设计,主要包括PLC硬件电路设计和辅助电路设计。
3.完成了系统软件的设计,包括PLC控制、数据采集、数据处理等程序。
4.对测试数据误差进行了详细的分析,确定了系统的综合精度以及弹簧刚度回归方程的显著性。
系统各项功能指标经广州计量局的检测,均达到了预定目标,表明本系统检测方法是正确的,整个系统的设计是成功的。在铁路系统弹簧产品性能检测中,该系统无论是操作性能还是测试精度上,都具有较高的先进性。
The shock absorber springs used in locomotives is one of the key parts for assuring the locomotives to move smoothly. The stability of locomotives depends on the quality of the shock absorber springs .To control the quality of the springs, based on the technical standards and the requirements of the shock absorber springs used in locomotives of models DF4(Manufactured by Qishuyan Locomotive & Rolling Stock Works, a big enterprise under China South Locomotive & Rolling Stock Industry (Group) Cooperation), " Computer testing system for the shock absorber spring of locomotives " is developed, it is composed of computer, Programmable Logic Controller、measurement system etc. and the parameters of the springs are measured automatically.
In the course of development, according to the parameters required by the springs, the whole system scheme has been designed. The main developments include as following:
1. The PLC and computer is adopted for achieving data collection and monitoring.
2. The design of system hardware include the PLC and the accessorial circuits.
3. The design of system software which contains PLC control、data collection and data processing programs.
4. Synthetic precision of this system are determined after a detailed error analysis of testing data.
Testing results obtained by Guangzhou Institute of Measuring and Testing Technology indicate that the functional performance of the system has met the expected requirements. These results also show that the testing method is effective and the design of the whole system is successful. The operation performance and precision of this system is proved with advancement in the testing of Railway-orientated products.
引文
1.周九飞.弹簧拉压力测量系统.硕士毕业论文,长春理工大学,2002.
2.杨斌久.一种新型弹簧疲劳试验机的研制,吉林化工学院学报,2003年12期.
3.王更生.弹簧试验机微机控制检测系统的设计,传感器技术,2001年1期.
4.郭锁凤.计算机控制系统.航空工业出版社,1987.
5.李瑜详.微机数据通信技术.上海:上海科学技术文献出版社,1992.
6.纪彩彦.PLC在PS版生产线自动控制系统中应用的研究.硕士毕业论文,天津大学,2006.
7.章丽芙.PLC自动控制综合实验系统设计.硕士毕业论文,东南大学,2006.
8.王晓华.PLC在转油放水过程中的应用.硕士毕业论文,大庆石油大学,2006
9.郭飒.PLC上位机监控系统的研究设计及应用.硕士毕业论文,东华大学,2004.
10.李鑫.远程多PLC的监控系统.硕士毕业论文,合肥工业大学,2002.
11.连志勇.电梯模型PLC控制系统设计.硕士毕业论文,西安建筑科技大学,2005.
12.钟肇新,范建东.可编程序控制器原理及应用.华南理工大学出版社.第三版,2006
13.Twid.可编程控制器硬件手册.施耐德电气(中国)有限公司,2005.
14.赵家贵,林克真.工程检测技术及信号变换.北京:轻工业出版社,1989.
15.周杏鹏,仇国富等.现代检测技术.北京:高等教育出版社,2004.
16.高士杰.基于控制网络的PLC技术在电镀生产线上的应用.硕士毕业论文,河海大学2006.
17.赵惠兰.基于宽带PLC的网络管理的研究与实现.硕士毕业论文,华北电力大学(河北),2005.
18.张还.PLC控制网络的远程电气故障诊断.硕士毕业论文,武汉理工大学,2005.
19.Twido可编程控制器软件使用手册.施耐德电气(中国)有限公司,2005.
20.钱浚霞.光电检测技术.北京:机械工业出版社,1993.
21.张靖,刘少强.检测技术与系统设计.北京:中国计量出版社,1998.
22.MCGS用户指南.北京昆仑通态自动化软件科技有限公司,2006.
23.MCGS参考手册.北京昆仑通态自动化软件科技有限公司,2006.
24.朱小菲.工控组态软件的设计与实现.硕士毕业论文,吉林大学,2005.
25.周欣然.组态软件的设计.硕士毕业论文,中南大学,2003.
26.费业态.误差理论与数据处理.机械工业出版社。第四版,2000.
27.林洪桦.动态测试数据处理.北京理工大学出版社,1995.
28.王耀南.智能控制系统.长沙:湖南大学出版社,1999.
29.李清泉,杜继红.计算机控制系统及应用.北京:机械出版社1988.
30.苏义鑫.基于MCGS组态软件的油库监控管理软件开发,工业控制计算机,2003年7期.
31.孟凡德.MCGS组态软件的应用及驱动程序开发,化工自动化及仪表,2004年1期.
32.梁伟栋.MCGS组态软件设计及其应用,信息技术,2005年1期.
33.郝兵.弹簧质量系统的动态响应及其可靠性设计.硕士毕业论文,哈尔滨工程大学,2003.
34.陈晓峰.钢板弹簧优化设计及CAE研究.硕士毕业论文,昆明理工大学,2004
35.张铁,闰家斌.数值分析.北京:冶金工业出版社,2001.
36.杨大地,涂光浴.数值分析.重庆大学出版社,1998.1.
37.林成森.数值计算方法.科学出版社,1997.7.
38.王晓华.PLC在转油放水过程中的应用.硕士毕业论文,大庆石油大学,2006.
39.杜凯.基于可编程逻辑控制器的MOCVD控制系统设计及研究.硕士毕业论文,西安电子科技大学,2006.
40.高士杰.基于控制网络的PLC技术在电镀生产线上的应用.硕士毕业论文,河海大学2006.
41.林建华.基于PLC和模糊自整定参数的造纸烘干控制系统的开发.硕士毕业论文,浙江大学,2006.
42.吕伟刚.基于PLC的纸机传动控制系统.硕士毕业论文,南京林业大学,2005.
43.宋家杰.PLC控制系统中的工程问题研究.硕士毕业论文,南京理工大学,2004.
44.骆智.可编程控制器(PLC)运行系统设计与实现.硕士毕业论文,北方工业大学,2004.
45.张华俊.钢板弹簧疲劳寿命计算.硕士毕业论文,江苏大学,2003.
46.龚力.监控组态软件运行平台关键技术的研究.硕士毕业论文,东南大学,2006.
47.周旭.现场总线控制系统组态软件的研究.硕士毕业论文,山东大学,2006.
48.马玉真.液晶显示器在弹簧试验机中的应用,山东建材学院学报,1999年3期.
49.将惠忠.弹簧发条力矩和疲劳自动测试的研究,自动化与仪器仪表,2001年4期.
50.张宪青.用VB6[1].0实现plc与上位机串行通讯及实时曲线显示,设计与研 究,2005年9期.
51.江永福.PLC上位机监控软件的开发,微机应用与自动控制,2003年1期.
52.李晓春.监控软件设备驱动程序编制原理与实现,江西电力职业大学学报,2002年1期.
53.王小增.PLC程序设计方法研究,信息技术与信息化,2004年5期.
54.蒲志新.PLC梯形图编辑功能的仿真软件,计算机仿真,2003年10期.
55.崔小乐.可编程控制器的梯形图语言与语句表语言的互换算法,微电子学与计算机,2000年1期.
56.李文军.plc与上位计算机的串行通信实现,中国计量学院学报,2003年1期.
57.马鸿飞.PLC的网络通信在工业控制现场控制中的应用,测控技术,2001年3期.
58.Emst-Rudiger,Correct Real-Time Software for Programmable Logic Controllers,Lecture Notes in Computer,1999年4期.
59.Roengruen,V.Design of PLC Networks Using Remote I/O Module Based on Controller Area,Electrical and Computer,2002年2期.
60.罗永道.通用组态软件在实时控制系统的应用,工业控制计算机,2004年10期.
61.赵辰.MCGS组态软件的水量数据采集监控系统,电气时代,2002年6期.
62.程锴.串口通讯技术在组态软件中应用,电子测量技术,2004年9期.
63.宋保民.上位机与PLC组建分布式控制系统时串口通信的实现,机械与电子,2005年4期.
64.曹京生.PLC输入端扩展技巧,机械制造与自动化,2004年6期.
65.HuW.Schroed,knowledge-based real-time diagnostic system for PLC controlled manufacturing,IEEE SMC 99 Conference,1999年4期.
66.赵振生.提高PLC系统抗干扰能力的措施,仪器仪表与分析监测,2005年1期.
2.杨斌久.一种新型弹簧疲劳试验机的研制,吉林化工学院学报,2003年12期.
3.王更生.弹簧试验机微机控制检测系统的设计,传感器技术,2001年1期.
4.郭锁凤.计算机控制系统.航空工业出版社,1987.
5.李瑜详.微机数据通信技术.上海:上海科学技术文献出版社,1992.
6.纪彩彦.PLC在PS版生产线自动控制系统中应用的研究.硕士毕业论文,天津大学,2006.
7.章丽芙.PLC自动控制综合实验系统设计.硕士毕业论文,东南大学,2006.
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10.李鑫.远程多PLC的监控系统.硕士毕业论文,合肥工业大学,2002.
11.连志勇.电梯模型PLC控制系统设计.硕士毕业论文,西安建筑科技大学,2005.
12.钟肇新,范建东.可编程序控制器原理及应用.华南理工大学出版社.第三版,2006
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14.赵家贵,林克真.工程检测技术及信号变换.北京:轻工业出版社,1989.
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16.高士杰.基于控制网络的PLC技术在电镀生产线上的应用.硕士毕业论文,河海大学2006.
17.赵惠兰.基于宽带PLC的网络管理的研究与实现.硕士毕业论文,华北电力大学(河北),2005.
18.张还.PLC控制网络的远程电气故障诊断.硕士毕业论文,武汉理工大学,2005.
19.Twido可编程控制器软件使用手册.施耐德电气(中国)有限公司,2005.
20.钱浚霞.光电检测技术.北京:机械工业出版社,1993.
21.张靖,刘少强.检测技术与系统设计.北京:中国计量出版社,1998.
22.MCGS用户指南.北京昆仑通态自动化软件科技有限公司,2006.
23.MCGS参考手册.北京昆仑通态自动化软件科技有限公司,2006.
24.朱小菲.工控组态软件的设计与实现.硕士毕业论文,吉林大学,2005.
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26.费业态.误差理论与数据处理.机械工业出版社。第四版,2000.
27.林洪桦.动态测试数据处理.北京理工大学出版社,1995.
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29.李清泉,杜继红.计算机控制系统及应用.北京:机械出版社1988.
30.苏义鑫.基于MCGS组态软件的油库监控管理软件开发,工业控制计算机,2003年7期.
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35.张铁,闰家斌.数值分析.北京:冶金工业出版社,2001.
36.杨大地,涂光浴.数值分析.重庆大学出版社,1998.1.
37.林成森.数值计算方法.科学出版社,1997.7.
38.王晓华.PLC在转油放水过程中的应用.硕士毕业论文,大庆石油大学,2006.
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40.高士杰.基于控制网络的PLC技术在电镀生产线上的应用.硕士毕业论文,河海大学2006.
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48.马玉真.液晶显示器在弹簧试验机中的应用,山东建材学院学报,1999年3期.
49.将惠忠.弹簧发条力矩和疲劳自动测试的研究,自动化与仪器仪表,2001年4期.
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51.江永福.PLC上位机监控软件的开发,微机应用与自动控制,2003年1期.
52.李晓春.监控软件设备驱动程序编制原理与实现,江西电力职业大学学报,2002年1期.
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54.蒲志新.PLC梯形图编辑功能的仿真软件,计算机仿真,2003年10期.
55.崔小乐.可编程控制器的梯形图语言与语句表语言的互换算法,微电子学与计算机,2000年1期.
56.李文军.plc与上位计算机的串行通信实现,中国计量学院学报,2003年1期.
57.马鸿飞.PLC的网络通信在工业控制现场控制中的应用,测控技术,2001年3期.
58.Emst-Rudiger,Correct Real-Time Software for Programmable Logic Controllers,Lecture Notes in Computer,1999年4期.
59.Roengruen,V.Design of PLC Networks Using Remote I/O Module Based on Controller Area,Electrical and Computer,2002年2期.
60.罗永道.通用组态软件在实时控制系统的应用,工业控制计算机,2004年10期.
61.赵辰.MCGS组态软件的水量数据采集监控系统,电气时代,2002年6期.
62.程锴.串口通讯技术在组态软件中应用,电子测量技术,2004年9期.
63.宋保民.上位机与PLC组建分布式控制系统时串口通信的实现,机械与电子,2005年4期.
64.曹京生.PLC输入端扩展技巧,机械制造与自动化,2004年6期.
65.HuW.Schroed,knowledge-based real-time diagnostic system for PLC controlled manufacturing,IEEE SMC 99 Conference,1999年4期.
66.赵振生.提高PLC系统抗干扰能力的措施,仪器仪表与分析监测,2005年1期.
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